1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)書2</b></p><p>　　2 工藝流程簡(jiǎn)介3</p><p>　　3 工藝流程中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)4</p><p>　　4 脫硫塔的設(shè)計(jì)4</p><p>　　4.1 物料衡

2、算4</p><p>　　4.1.1入塔的煤氣質(zhì)量4</p><p>　　4.1.2 出塔煤氣的變化量6</p><p>　　4.1.3 m3 的計(jì)算9</p><p>　　4.1.4 m4 的計(jì)算9</p><p>　　4.2 熱量衡算9</p><p>　　4.2.1 入塔脫硫

3、煤氣帶入的熱量9</p><p>　　4.2.2 出脫硫塔的煤氣帶走的熱量10</p><p>　　4.2.3 脫硫過程中發(fā)生的溶解熱和反應(yīng)熱11</p><p>　　4.2.4 總的熱量衡算12</p><p>　　4.3 設(shè)備計(jì)算12</p><p>　　4.3.1 選擇填料12</p>

4、<p>　　4.3.2 塔徑計(jì)算12</p><p>　　4.3.3傳質(zhì)面積和填料高度14</p><p>　　5脫硫塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果表15</p><p><b>　　5.1.總表15</b></p><p>　　5.2.煤氣入塔物質(zhì)匯總表15</p><p>　　5.3.出塔

5、物質(zhì)匯總表16</p><p>　　5.4.其他數(shù)據(jù)16</p><p><b>　　致謝信17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：18</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　

6、　1.1 設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　干煤氣量為90000Nm3/h的煉焦煤氣的脫硫的工藝流程設(shè)計(jì)。</p><p>　　入口煤氣中雜質(zhì)的含量 ：</p><p>　　剩余氨水：12470kg/h,t=75℃,P=0.45MPa,氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b&g

7、t;</p><p>　　（1）脫硫工藝的選擇與工藝流程介紹；</p><p>　?。?）脫硫塔的物料衡算； </p><p>　?。?）脫硫塔的工藝尺寸計(jì)算； </p><p>　?。?）繪制脫硫塔裝配圖和工藝流程圖； </p><p>　?。?）對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和有關(guān)問題的討論。</p><p&

8、gt;<b>　　1.3主要設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　太原地區(qū)大氣壓P0=96400kPa</p><p>　　脫硫塔空塔氣速：0.5～0.7m/s</p><p><b>　　脫硫效率：98%</b></p><p>　　脫硫液硫容量：0.18～0.22(H2S)/m3</p&g

9、t;<p>　　脫硫塔傳質(zhì)系數(shù)K：15～20kg/(m2·h·atm)</p><p>　　脫硫塔液氣比：>16L/m3</p><p>　　脫硫塔溶液噴淋密度：>27.5m3/(m2·h)</p><p>　　H2S轉(zhuǎn)化為鹽的轉(zhuǎn)化率：3～4%</p><p>　　HCN吸收率:90%&

10、lt;/p><p><b>　　干煤氣組成：</b></p><p><b>　　2 工藝流程簡(jiǎn)介</b></p><p>　　焦?fàn)t煤氣經(jīng)捕除焦油霧后，先進(jìn)入中間煤氣冷卻器由約50℃冷卻到36℃。中間煤氣冷卻器由預(yù)冷段、洗萘段，終冷段三段空噴塔組成。在塔下部的預(yù)冷段，煤氣由約50℃被直接冷卻到不析出萘的溫度，即約38℃.在塔中

11、部的洗萘段，用含萘約5%的洗油噴灑，使煤氣中的含萘量降至約0.36g/m3,這一含量可保證煤氣在終冷段無萘析出。洗萘富油的一部分送往粗苯工序處理。煤氣最后在塔上部的終冷段被冷卻至360C，然后進(jìn)入脫硫塔。</p><p>　　因中間煤氣冷卻器循環(huán)噴灑的氨水中含有萘、焦油霧及渣子等，所以需將其中一部分送至氨水澄清槽，再?gòu)陌彼畠?chǔ)槽送來補(bǔ)充氨水。</p><p>　　脫硫塔為填料塔，焦?fàn)t煤氣從塔

12、的下部進(jìn)入，與從塔頂噴灑的吸收液對(duì)流接觸，煤氣中的H2S、HCN、NH3即被吸收液吸收。出塔的焦?fàn)t煤氣送往硫酸銨工序。從塔底排出的吸收液用循環(huán)泵送入再生塔底部。再生塔為鼓泡塔、吸收液與空氣并流流動(dòng)，液中的硫氫根離子在催化劑作用下氧化而生成前述的各種銨鹽和硫黃。</p><p>　　經(jīng)過氧化再生的溶液具有吸收H2S的能力，使之從再生塔頂部自流返回脫硫塔頂部循環(huán)使用。為了保持各種銨鹽及硫黃在吸收液中不大于一定的濃度，

13、部分吸收液需自再生塔頂部自流至希羅哈克斯裝置，將硫黃及含硫銨鹽濕式氧化為硫酸銨。</p><p>　　從再生塔頂部排出的空氣送入第一洗凈塔，用硫銨工序來的硫酸銨母液洗滌以吸收廢氣中的氨，吸氨后的母液再送回硫酸銨工序。自第一洗凈塔出來的廢氣再進(jìn)入第二洗凈塔，以此用過濾水噴灑除去母液酸霧后，放入大氣中。洗滌水自塔底排出送往活性污泥裝置進(jìn)行處理。</p><p>　　3 工藝流程中主要發(fā)生的化學(xué)

14、反應(yīng)（氨型塔卡哈克斯法脫硫）</p><p>　　在脫硫塔內(nèi)的主要反應(yīng)</p><p>　　在再生塔內(nèi)的主要反應(yīng)</p><p><b>　　4 脫硫塔的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 物料衡算</b></p><p>　　4.1.1入塔的煤氣質(zhì)量</

15、p><p><b>　　（1）干煤氣量</b></p><p><b>　　干煤氣組成表</b></p><p>　　其中因?yàn)槊簹庵袩N類的分子量一般都比較小，所以把CmHn當(dāng)成C2H6來算</p><p>　　干煤氣的平均分子質(zhì)量為：</p><p>　　入口干煤氣量為90000

16、Nm3/h，其質(zhì)量流量為</p><p>　　(2)煤氣中雜質(zhì)的質(zhì)量 </p><p>　　焦油：微量，忽略不計(jì)。</p><p><b>　　苯：</b></p><p><b>　　H2S： </b></p><p><b>　　HCN：</b>&l

17、t;/p><p><b>　　NH3：</b></p><p><b>　　萘： </b></p><p><b>　　水汽：</b></p><p><b>　　列表如下：</b></p><p>　　（3）入塔煤氣的總質(zhì)量m1<

18、;/p><p>　　在34℃，壓力P1=(96.4+17)kPa=113.4kPa得實(shí)際煤氣體積：</p><p>　　4.1.2 出塔煤氣的變化量</p><p><b>　　(1) 干煤氣量</b></p><p><b>　　保持不變，</b></p><p>　?。?

19、) 煤氣中雜質(zhì)的質(zhì)量</p><p>　　焦油：微量，忽略不計(jì)。</p><p><b>　　苯：保持不變</b></p><p><b>　　H2S </b></p><p><b>　　脫硫效率：</b></p><p>　　HCN：HCN的吸收率為

20、90%，所以</p><p><b>　　S產(chǎn)率及耗氨量</b></p><p><b>　　S產(chǎn)率</b></p><p><b>　　反應(yīng)方程式： </b></p><p>　　設(shè)H2S消耗量為吸收量的3.5%</p><p>　　NH3CN完全參加

21、反應(yīng)</p><p><b>　　實(shí)際生成S</b></p><p><b>　　S產(chǎn)率</b></p><p>　　b.耗氨量：每成產(chǎn)1噸S耗氨0.5</p><p>　　反應(yīng)按1:1的物質(zhì)的量比進(jìn)行反應(yīng)，消耗的量</p><p>　　反應(yīng)按1:1的物質(zhì)的量比進(jìn)行反應(yīng)，消耗

22、的量</p><p><b>　　耗氨量為</b></p><p><b>　　c.補(bǔ)氨量：</b></p><p><b>　　萘： 保持不變，</b></p><p>　　水汽：出塔時(shí)煤氣中的水達(dá)到飽和，查表得35.6℃時(shí)水的飽和蒸汽， 38.8℃時(shí)水的飽和蒸汽壓<

23、/p><p><b>　　36℃時(shí)</b></p><p>　　出塔后除水蒸汽外氣體總體積V</p><p>　?。?）出塔煤氣的總質(zhì)量m2</p><p>　　4.1.3 入塔脫硫液質(zhì)量流量m3 的計(jì)算</p><p>　　脫硫液的硫容取0.2kg/m3</p><p>&l

24、t;b>　?。?50C）</b></p><p>　　4.1.4 出塔脫硫液質(zhì)量流量 m4 的計(jì)算</p><p><b>　　由全塔物料衡算得：</b></p><p>　　4.1.5脫硫塔的液氣比</p><p><b>　　，符合液氣比要求。</b></p>&

25、lt;p>　　其中，V煤氣實(shí)際進(jìn)入為入塔煤氣的體積,m3；</p><p>　　V3為入塔脫硫液的體積,L。</p><p><b>　　4.2 熱量衡算</b></p><p>　　4.2.1 入塔脫硫煤氣帶入的熱量</p><p>　?。?） 干煤氣帶入的熱量：干煤氣的比熱=0.73kcal/(kg·

26、K)。</p><p>　?。?） 苯帶入的熱量：苯的比熱=0.257kcal/(kg·K)。</p><p>　　(3) H2S帶入的熱量：H2S的比熱=0.234kcal/(kg·K)。</p><p>　　（4） HCN帶入的熱量：HCN的比熱</p><p>　?。?） NH3帶入的熱量：NH3的比熱=0.503k

27、cal/(kg·k)。</p><p>　　(6) 萘帶入的熱量：萘的比熱=0.25kcal/(kg·k)。</p><p>　?。?） 水汽帶入的熱量：34℃的水蒸氣的焓=611.17kcal/kg。</p><p>　　(8) 所以煤氣帶入的總熱量：</p><p>　　Q煤氣入=(1067038.39+22373.6

28、5+4289.08+1522.93+12882.94+306+1318477.04) kcal/h</p><p>　　=2426890.03kcal/h</p><p>　　4.2.2 出脫硫塔的煤氣帶走的熱量</p><p>　?。?） 干煤氣帶走的熱量：干煤氣的比熱=0.73kcal/(kg·k)。</p><p>　?。?）

29、 苯帶走的熱量：苯的比熱=0.257kcal/(kg·k)。</p><p>　　(3) H2S帶走的熱量：H2S的比熱=0.234kcal/(kg·k)。</p><p>　?。?） HCN帶走的熱量：HCN的比熱</p><p>　　（5） NH3帶走的熱量：NH3的比熱=0.503kcal/(kg·k)。</p>&

30、lt;p>　　(6) 萘帶走的熱量：萘的比熱=0.251kcal/(kg·k)。</p><p>　　（7） 水汽帶走的熱量：36℃的水蒸氣的焓=612.08kcal/kg。</p><p>　　(8) 所以煤氣帶走的總熱量：</p><p>　　Q煤氣出 =（1129805.36+23689.75+75.82+161.25+8103.51+325.

31、30+2614015.52 2712105.17）kcal/h</p><p>　　=3776178.51 kcal/h</p><p>　　4.2.3 脫硫過程中發(fā)生的溶解熱和反應(yīng)熱</p><p><b>　　1.熔解熱</b></p><p>　　（1）H2S的熔解熱，查表得它的熔解熱為139.3kcal/kg&l

32、t;/p><p>　?。?） NH3的熔解熱，查表得它的熔解熱為497.3 kcal/kg </p><p>　　（3）HCN的熔解熱，查表得它的熔解熱為6.02kcal/mol</p><p>　　(4) 總的熔解熱為：</p><p><b>　　2.反應(yīng)熱</b></p><p>　　（1）H2

33、S的反應(yīng)熱，查表得它的反應(yīng)熱為11kcal/mol</p><p>　　（2）HCN的反應(yīng)熱，查表得它的反應(yīng)熱為100.4kcal/mol</p><p>　　(3) 總的反應(yīng)熱為：</p><p>　　4.2.4 總的熱量衡算</p><p>　　由于在整個(gè)過程中脫硫液質(zhì)量變化不大，溫度基本不變，所以可以近似認(rèn)為</p>&l

34、t;p><b>　　所以，</b></p><p>　　即639.85m補(bǔ)充水= 所以，m補(bǔ)充水=798.05kg/h。</p><p><b>　　4.3 設(shè)備計(jì)算</b></p><p>　　4.3.1 選擇填料</p><p>　　因?yàn)樯⒀b填料有折裝麻煩，傳質(zhì)不均勻，性能

35、不好等諸多不足，因此在此選擇規(guī)整填料，因?yàn)樵O(shè)備中介質(zhì)較復(fù)雜而且有H2S、HCN等本性氣體，以及易堵塞填料的苯、萘等物料，因此在選用AX不銹鋼孔板波網(wǎng)填料能滿足生產(chǎn)要求。</p><p>　　此填料比表面積a=250m2/m3，空隙率 ε=95%。</p><p>　　4.3.2 塔徑計(jì)算</p><p><b>　　平均密度：</b></

36、p><p><b>　　平均溫度：</b></p><p>　　平均表壓：（絕壓）</p><p><b>　　故</b></p><p>　　塔內(nèi)煤氣平均質(zhì)量流量：</p><p>　　塔內(nèi)脫硫液平均質(zhì)量流量：</p><p>　　根據(jù)恩貝-霍根公式即

37、可計(jì)算泛點(diǎn)氣速：</p><p>　　其中， 為泛點(diǎn)氣速，m/s為重力加速度，取g=9.8m/s2</p><p>　　為填料塔比表面積，取為填料空隙率，取</p><p>　　為氣體密度，為脫硫液密度，</p><p>　　為脫硫液粘度，（350C的水）</p><p><b>　　解得，</b

38、></p><p>　　對(duì)于填料塔，操作氣速為泛點(diǎn)氣速的0.5～0.7倍，</p><p>　?。?）當(dāng)操作氣速為泛點(diǎn)氣速的0.5倍時(shí)</p><p>　　空塔氣速為 ： </p><p><b>　　塔徑：。</b></p><p>　?。?）當(dāng)操作氣速為泛點(diǎn)氣速的0.7倍時(shí),<

39、;/p><p>　　空塔氣速為 </p><p><b>　　塔徑：</b></p><p><b>　　所以塔徑圓整到。</b></p><p><b>　　塔截面積為</b></p><p><b>　　實(shí)際空塔氣速：</b>

40、;</p><p>　　在0.5—0.7m/s的范圍內(nèi)符合要求。</p><p>　　則脫硫塔脫硫液的噴淋密度為</p><p>　　因此設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)要求。</p><p>　　4.3.3傳質(zhì)面積和填料高度</p><p><b>　?。?）吸收推動(dòng)力</b></p><p

41、>　　式中為入塔前H2S吸收推動(dòng)力（atm）</p><p>　　為出塔后H2S吸收推動(dòng)力（atm）</p><p>　?。?）總傳質(zhì)系數(shù)K在</p><p><b>　　取</b></p><p>　?。?）傳熱面積的計(jì)算</p><p>　　式中 A——吸收面積（）</p>

42、<p>　　為吸收推動(dòng)力（atm）</p><p>　　G為吸收H2S的質(zhì)量(kg/h)</p><p><b>　　K為總傳質(zhì)系數(shù)（）</b></p><p><b>　?。?）填料高度</b></p><p><b>　　填料層體積：</b></p>

43、<p><b>　　填料高度：</b></p><p>　　圓整后 Z=7m</p><p>　　因此應(yīng)該設(shè)計(jì)兩座吸收塔來吸收硫化氫即可滿足生產(chǎn)要求，平時(shí)生產(chǎn)時(shí)兩座塔都開，當(dāng)一座發(fā)生故障時(shí)另一座足以滿足生產(chǎn)任務(wù)。</p><p>　　5脫硫塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果表

44、 </p><p><b>　　5.1.總表</b></p><p>　　5.2.煤氣入塔物質(zhì)匯總表</p><p>　　入塔干煤氣90000Nm3/h，溫度為34oC,壓力為17000pa</p><p>　　5.3.出塔物質(zhì)匯總表&

45、lt;/p><p>　　出塔溫度為36oC,壓力為15000pa</p><p><b>　　5.4.其他數(shù)據(jù)</b></p><p>　　（1）入塔脫硫液質(zhì)量流量為m3=2634464.48kg/h</p><p>　?。?）出塔富液的質(zhì)量流量由幾部分組成，包括入塔脫硫液量，生成鹽以及補(bǔ)充蒸</p><

46、p><b>　　汽生成水量。</b></p><p>　?。?）出塔富液的質(zhì)量流量為m4=2633323.76kg/h</p><p>　?。?）補(bǔ)入水蒸氣量為m水蒸汽=951.35kg/h</p><p><b>　　致謝信</b></p><p><b>　　總結(jié)與致謝</

47、b></p><p>　　經(jīng)過一個(gè)星期的努力，我的任務(wù)終于圓滿結(jié)束，回顧7天的經(jīng)歷，盡管困難重重，卻也收獲頗豐。本次設(shè)計(jì)較以前的突出特點(diǎn)是自主性更強(qiáng)，個(gè)人的主觀能動(dòng)性均得到極大調(diào)動(dòng)。在設(shè)計(jì)中，三年半學(xué)過的知識(shí)，得到溫故又知新；更可貴的是，此次設(shè)中學(xué)校圖書館發(fā)揮出巨大作用，為任務(wù)的順利完成提供了強(qiáng)大的知識(shí)后盾。</p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到許多在學(xué)習(xí)專業(yè)課的時(shí)候沒有涉及

48、到的知識(shí)，這對(duì)于以后從事的工作有很大的作用，也是為下學(xué)年的畢業(yè)設(shè)計(jì)做些準(zhǔn)備。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，師生、同學(xué)間的情誼也得到了進(jìn)一步升華，老師細(xì)致入微的指導(dǎo)和兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，都給我們留下了深刻的印像，在此向張老師致以誠(chéng)摯的謝意，對(duì)關(guān)注我們成才的學(xué)校學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)表示誠(chéng)摯的謝意！</p><p>　　由于個(gè)人的主觀能動(dòng)性，及對(duì)知識(shí)的追求，我投入了不少時(shí)間和精力，全身心的投入課程設(shè)計(jì)，但

49、難免設(shè)計(jì)亦有疏漏或是考慮不全的地方還希望老師能夠理解和體諒。</p><p><b>　　此致</b></p><p><b>　　敬禮</b></p><p>　　化工B082班李帥</p><p><b>　　2011年7月</b></p><p>

50、;<b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　《煤氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組。煤氣設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社。1983</p><p>　　《煉焦化產(chǎn)理化常數(shù)》編寫組。煉焦化產(chǎn)理化常數(shù)。北京：冶金工業(yè)出版社。1980</p><p>　　劉乃鴻主編。工業(yè)塔新型規(guī)整填料應(yīng)用手冊(cè)。天津大學(xué)出版社。1993</p><p&